JPH0545666B2 - - Google Patents
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- JPH0545666B2 JPH0545666B2 JP59032653A JP3265384A JPH0545666B2 JP H0545666 B2 JPH0545666 B2 JP H0545666B2 JP 59032653 A JP59032653 A JP 59032653A JP 3265384 A JP3265384 A JP 3265384A JP H0545666 B2 JPH0545666 B2 JP H0545666B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
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Description
本発明は鋼材を金属クロムで被覆してから拡散
処理を施すことにより、耐蝕性、耐候性に優れた
クロム拡散鋼板を製造する方法に関する。 鋼板に耐蝕性を賦与する方法としてクロムめつ
きがある。しかし、クロムめつきを施しただけで
は、クロムめつき被膜に存在するピツトやマイク
ロクラツクのために耐蝕性が充分に改良されず、
腐食環境において下地鋼の腐食により腐食剥離を
起し耐蝕性および美感を損なう。それ故、従来ク
ロムめつき後に封孔処理を行ない、ピツトやマイ
クロクラツクを消去して耐蝕性を向上させること
が行なわれている。ところが、この様にクロムめ
つきを施し、封孔処理を行なつた材料は、後で加
工を加えると、クロムめつき被膜に亀裂を生じ、
再び、耐蝕性は劣化する。しかも、クロムめつき
鋼板を安価に生産するためにはコイル化すること
により大量生産することが必要で、最終製品とな
るまでには、めつき、封孔処理後にさらに加工す
ることが必要であり、前記の問題に直面する。 上述の問題を解決するためには、クロム被覆後
に拡散処理を施し、クロム層と下地鋼との間に合
金層を形成し、ある程度の加工に耐えられるよう
にする必要がある。 鋼材の表面にクロムを被覆する方法は、蒸着、
溶射、電気めつき、等、種々の方法がある。クロ
ム拡散被覆鋼板をコイルで生産する場合、電気め
つきによる方法が最も適している。 ところがクロム被覆を電気めつきで施しとき、
しばしば同時に酸化クロムも電析する。この酸化
クロムは延性に乏しく、クラツク等の欠陥の原因
になる。 酸化クロムが析出したクロムめつき鋼板に封孔
処理を施してから拡散処理を施しても、酸化クロ
ムと封孔処理に用いた物質とは異質であり、その
後の加工により再び、欠陥が現れることに変りな
い。 また、金属クロムと同時に酸化クロムが電析し
た場合、酸化クロムの拡散係数は小さいため、後
の拡散処理に時間を必要とし、コスト高の原因と
なる。このことが、従来、クロム拡散被覆鋼材に
関する特許が多数見られるにも拘らずクロム拡散
被覆鋼材が生産されていない理由と考えられる。 本発明方法は酸化クロム電析のない金属クロム
被覆を施すことを特徴としているが、金属クロム
は酸化クロムに比較し、延性に富み、封孔処理す
る必要がなく、後の加工によりクラツク等が形成
されることがない。 本発明によれば鋼板のクロムめつきにおいて、
CrO3濃度を200ｇ／以上、Cr3+濃度を10ｇ／
以下、KFおよび／またはK2SiF6を10〜30ｇ／
を含有するめつき浴を用いめつき電流密度25〜
35A／ｄm2で電気クロムめつきを行ない、酸化ク
ロムが存在しない金属クロムを１〜10μの厚さに
めつきし、得られたクロム被覆鋼板を800〜1200
℃の温度で拡散処理するクロム拡散被覆鋼板の製
造方法が提供される。 即ち、本発明においては、クロムめつき後の拡
散処理を容易にするために、クロムめつきにおい
て、酸化クロムを電析させることなく、金属クロ
ムを電析させる。そのためには、めつき浴中の
CrO3濃度を200ｇ／以上にする必要がある。
CrO3濃度が200ｇ／未満では酸化クロムが電析
しCrCO3濃度が300ｇ／を越えると、後の水洗
および廃液処理が困難となる。Cr3+濃度は10ｇ／
以下でなけばはらぬ。Cr3+が10ｇ／を越える
と、酸化クロムが析出する。 クラツク発生はめつき電流密度の選択によつて
も減少する。即ち、25〜35A／ｄm2の範囲で好め
つきが得られる。また、KFおよび／または
K2SiF6を10〜30ｇ／添加する。 クロムめつき層の厚みは1μ〜10μである。1μ以
下では耐蝕性が不充分であり、10μを越えても耐
蝕性はそれ以上に改良されず、経済的不利を招く
のみである。 めつき後の拡散処理温度は800℃〜1200℃範囲
が適当である。800℃以下ではクロムの拡散が遅
く、1200℃を越えると、たとえばコイルにより連
続加熱を行なう場合、素材の高温強度の低下によ
り、実質的に処理することが不可能となる。 拡散処理時の雰囲気は、真空、不活性ガス、還
元性ガス雰囲気とすることができるが、クロムは
酸化され易い金属であるから、表面の美感が問題
とされる用途には、無酸化雰囲気で処理する必要
がある。無酸化雰囲気は、アンモニアクラツキン
グガス、窒素−水素混合ガス、水素ガス、等によ
つて達成される。 次に実施例により本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 第１表に示す化学成分の炭素鋼板に、クロム酸
250〜300g／、リン酸2.5〜3.0g／、Cr3+3g／
、ケイフツ化カリウム10〜30g／を含む、20
〜30℃の浴中でDk＝25〜35A／ｄm2のめつき条
件で金属クロムを電析させた。次いで鋼板を洗浄
乾燥し、1000℃で、露点−50〜−60℃の25％窒
素／75％水素の雰囲気中で、10分間行なつた。こ
のようにして得られたクロム拡散鋼板は酸化スケ
ールがなく、金属光沢があつた。これらのクロム
拡散鋼板の耐蝕性は1000ppmのCl-溶液中での孔
食電位で評価した。即ち、Cl-濃度が1000ppmの
塩化ナトリウム溶液を30℃に加温し、試片を陽
極、白金板を陰極とし、ポテンシオスタツトで陽
分極曲線を描かせ、電流値が200μAを示す時の電
位を孔食電位とした。測定値はカロメル電極の
（SCE）の電位を基準として第２表に示した。 第２表に示されるように、クロムめつきの厚み
が、1μ以上のクロム拡散被覆鋼板の孔食電位は
高く、比較材である、SUS 304、SUS 430 ス
テンレス鋼よりも耐蝕性が優れていることが解
る。 クロムめつきの厚さを1μ以下とした場合、孔
食電位は低く、冷間圧延によつて耐蝕性は劣化す
るが、めつき厚さを1μ以上とした場合は、冷間
圧延を施してもステンレス鋼以上の耐蝕性を有し
ている。一方、クロムめつきと厚さが、10μを越
えても、さらに耐蝕性が向上する様子はなく、そ
れ以上に厚いクロムめつきが必要でないことが解
る。 実施例 ２ 第３表に示す化学成分を有する鋼板を、クロム
酸 250〜300ｇ／、フツ酸2.0〜3.0ｇ／、フ
ツ化ナトリウム15〜30ｇ／、水ガラス15〜30
ｇ／を含む、20〜30℃の浴中でＤ＝25〜35A／
ｄm2のめつき条件で金属クロムを7μ析出させた。
次に鋼板を洗浄乾燥後、アンモニアクラツキング
ガス雰囲気中で温度を変化させて拡散処理を行な
つた。このようにして得られたクロム拡散被覆鋼
板は実施例１の製品と同様に、表面に酸化スケー
ルを生ぜず、金属光沢があつた。これらの鋼板の
耐蝕性は実施例１におけると同様に孔食電位で評
価した。拡散層の厚さは大きく、孔食電位も高
く、耐蝕性に優れている。しかし、拡散処理温度
が800℃未満の場合には長時間処理しても、拡散
層の厚さは薄く、耐蝕性の向上も期待できない。
以上述べたように、酸化クロムの析内のないよう
にクロムめつきを施し、拡散処理したクロム拡散
被覆鋼板は、クロムめつき時の欠陥を補い、耐蝕
性を向上する。本発明方法によるクロム拡散被覆
鋼板は、後に加工を施しても、ステンレス鋼以上
の耐蝕性を保有する。さらに本発明方法は得られ
ためつき鋼板をコイル化するが可能で安価な材料
を供給でき工業的価値が高い。
処理を施すことにより、耐蝕性、耐候性に優れた
クロム拡散鋼板を製造する方法に関する。 鋼板に耐蝕性を賦与する方法としてクロムめつ
きがある。しかし、クロムめつきを施しただけで
は、クロムめつき被膜に存在するピツトやマイク
ロクラツクのために耐蝕性が充分に改良されず、
腐食環境において下地鋼の腐食により腐食剥離を
起し耐蝕性および美感を損なう。それ故、従来ク
ロムめつき後に封孔処理を行ない、ピツトやマイ
クロクラツクを消去して耐蝕性を向上させること
が行なわれている。ところが、この様にクロムめ
つきを施し、封孔処理を行なつた材料は、後で加
工を加えると、クロムめつき被膜に亀裂を生じ、
再び、耐蝕性は劣化する。しかも、クロムめつき
鋼板を安価に生産するためにはコイル化すること
により大量生産することが必要で、最終製品とな
るまでには、めつき、封孔処理後にさらに加工す
ることが必要であり、前記の問題に直面する。 上述の問題を解決するためには、クロム被覆後
に拡散処理を施し、クロム層と下地鋼との間に合
金層を形成し、ある程度の加工に耐えられるよう
にする必要がある。 鋼材の表面にクロムを被覆する方法は、蒸着、
溶射、電気めつき、等、種々の方法がある。クロ
ム拡散被覆鋼板をコイルで生産する場合、電気め
つきによる方法が最も適している。 ところがクロム被覆を電気めつきで施しとき、
しばしば同時に酸化クロムも電析する。この酸化
クロムは延性に乏しく、クラツク等の欠陥の原因
になる。 酸化クロムが析出したクロムめつき鋼板に封孔
処理を施してから拡散処理を施しても、酸化クロ
ムと封孔処理に用いた物質とは異質であり、その
後の加工により再び、欠陥が現れることに変りな
い。 また、金属クロムと同時に酸化クロムが電析し
た場合、酸化クロムの拡散係数は小さいため、後
の拡散処理に時間を必要とし、コスト高の原因と
なる。このことが、従来、クロム拡散被覆鋼材に
関する特許が多数見られるにも拘らずクロム拡散
被覆鋼材が生産されていない理由と考えられる。 本発明方法は酸化クロム電析のない金属クロム
被覆を施すことを特徴としているが、金属クロム
は酸化クロムに比較し、延性に富み、封孔処理す
る必要がなく、後の加工によりクラツク等が形成
されることがない。 本発明によれば鋼板のクロムめつきにおいて、
CrO3濃度を200ｇ／以上、Cr3+濃度を10ｇ／
以下、KFおよび／またはK2SiF6を10〜30ｇ／
を含有するめつき浴を用いめつき電流密度25〜
35A／ｄm2で電気クロムめつきを行ない、酸化ク
ロムが存在しない金属クロムを１〜10μの厚さに
めつきし、得られたクロム被覆鋼板を800〜1200
℃の温度で拡散処理するクロム拡散被覆鋼板の製
造方法が提供される。 即ち、本発明においては、クロムめつき後の拡
散処理を容易にするために、クロムめつきにおい
て、酸化クロムを電析させることなく、金属クロ
ムを電析させる。そのためには、めつき浴中の
CrO3濃度を200ｇ／以上にする必要がある。
CrO3濃度が200ｇ／未満では酸化クロムが電析
しCrCO3濃度が300ｇ／を越えると、後の水洗
および廃液処理が困難となる。Cr3+濃度は10ｇ／
以下でなけばはらぬ。Cr3+が10ｇ／を越える
と、酸化クロムが析出する。 クラツク発生はめつき電流密度の選択によつて
も減少する。即ち、25〜35A／ｄm2の範囲で好め
つきが得られる。また、KFおよび／または
K2SiF6を10〜30ｇ／添加する。 クロムめつき層の厚みは1μ〜10μである。1μ以
下では耐蝕性が不充分であり、10μを越えても耐
蝕性はそれ以上に改良されず、経済的不利を招く
のみである。 めつき後の拡散処理温度は800℃〜1200℃範囲
が適当である。800℃以下ではクロムの拡散が遅
く、1200℃を越えると、たとえばコイルにより連
続加熱を行なう場合、素材の高温強度の低下によ
り、実質的に処理することが不可能となる。 拡散処理時の雰囲気は、真空、不活性ガス、還
元性ガス雰囲気とすることができるが、クロムは
酸化され易い金属であるから、表面の美感が問題
とされる用途には、無酸化雰囲気で処理する必要
がある。無酸化雰囲気は、アンモニアクラツキン
グガス、窒素−水素混合ガス、水素ガス、等によ
つて達成される。 次に実施例により本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 第１表に示す化学成分の炭素鋼板に、クロム酸
250〜300g／、リン酸2.5〜3.0g／、Cr3+3g／
、ケイフツ化カリウム10〜30g／を含む、20
〜30℃の浴中でDk＝25〜35A／ｄm2のめつき条
件で金属クロムを電析させた。次いで鋼板を洗浄
乾燥し、1000℃で、露点−50〜−60℃の25％窒
素／75％水素の雰囲気中で、10分間行なつた。こ
のようにして得られたクロム拡散鋼板は酸化スケ
ールがなく、金属光沢があつた。これらのクロム
拡散鋼板の耐蝕性は1000ppmのCl-溶液中での孔
食電位で評価した。即ち、Cl-濃度が1000ppmの
塩化ナトリウム溶液を30℃に加温し、試片を陽
極、白金板を陰極とし、ポテンシオスタツトで陽
分極曲線を描かせ、電流値が200μAを示す時の電
位を孔食電位とした。測定値はカロメル電極の
（SCE）の電位を基準として第２表に示した。 第２表に示されるように、クロムめつきの厚み
が、1μ以上のクロム拡散被覆鋼板の孔食電位は
高く、比較材である、SUS 304、SUS 430 ス
テンレス鋼よりも耐蝕性が優れていることが解
る。 クロムめつきの厚さを1μ以下とした場合、孔
食電位は低く、冷間圧延によつて耐蝕性は劣化す
るが、めつき厚さを1μ以上とした場合は、冷間
圧延を施してもステンレス鋼以上の耐蝕性を有し
ている。一方、クロムめつきと厚さが、10μを越
えても、さらに耐蝕性が向上する様子はなく、そ
れ以上に厚いクロムめつきが必要でないことが解
る。 実施例 ２ 第３表に示す化学成分を有する鋼板を、クロム
酸 250〜300ｇ／、フツ酸2.0〜3.0ｇ／、フ
ツ化ナトリウム15〜30ｇ／、水ガラス15〜30
ｇ／を含む、20〜30℃の浴中でＤ＝25〜35A／
ｄm2のめつき条件で金属クロムを7μ析出させた。
次に鋼板を洗浄乾燥後、アンモニアクラツキング
ガス雰囲気中で温度を変化させて拡散処理を行な
つた。このようにして得られたクロム拡散被覆鋼
板は実施例１の製品と同様に、表面に酸化スケー
ルを生ぜず、金属光沢があつた。これらの鋼板の
耐蝕性は実施例１におけると同様に孔食電位で評
価した。拡散層の厚さは大きく、孔食電位も高
く、耐蝕性に優れている。しかし、拡散処理温度
が800℃未満の場合には長時間処理しても、拡散
層の厚さは薄く、耐蝕性の向上も期待できない。
以上述べたように、酸化クロムの析内のないよう
にクロムめつきを施し、拡散処理したクロム拡散
被覆鋼板は、クロムめつき時の欠陥を補い、耐蝕
性を向上する。本発明方法によるクロム拡散被覆
鋼板は、後に加工を施しても、ステンレス鋼以上
の耐蝕性を保有する。さらに本発明方法は得られ
ためつき鋼板をコイル化するが可能で安価な材料
を供給でき工業的価値が高い。
【表】
【表】
【表】
【表】
Claims (1)
- １ CrO3濃度を200ｇ／以上、Cr3+濃度を10
ｇ／以下、KFおよび／またはK2SiF6を10〜30
ｇ／を含有するめつき浴を用いめつき電流密度
25〜35A／ｄm2で電気クロムめつきを行ない、酸
化クロムが存在しない金属クロムを１〜10μの厚
さにめつきし、得られたクロム被覆鋼板を800〜
1200℃の温度で拡散処理するクロム拡散被覆鋼板
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3265384A JPS60177176A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | クロム拡散被覆鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3265384A JPS60177176A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | クロム拡散被覆鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177176A JPS60177176A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0545666B2 true JPH0545666B2 (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=12364820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3265384A Granted JPS60177176A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | クロム拡散被覆鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177176A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE212012000088U1 (de) * | 2011-12-29 | 2013-11-26 | Arcanum Alloy Design Inc. | Metallurgisch verbundener rostfreier Stahl |
| US8557397B2 (en) * | 2011-12-29 | 2013-10-15 | Arcanum Alloy Design Inc. | Metallurgically bonded stainless steel |
| CN103764388B (zh) * | 2011-12-29 | 2016-08-17 | 奥秘合金设计有限公司 | 冶金结合的不锈钢 |
| JP5961521B2 (ja) * | 2012-10-12 | 2016-08-02 | 滲透工業株式会社 | ボルト接合用の接合部材 |
| WO2016130548A1 (en) | 2015-02-10 | 2016-08-18 | Arcanum Alloy Design, Inc. | Methods and systems for slurry coating |
| WO2017201418A1 (en) | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Arcanum Alloys, Inc. | Methods and systems for coating a steel substrate |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3265384A patent/JPS60177176A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60177176A (ja) | 1985-09-11 |
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